摘要:針(zhen)對目前油田低産(chǎn)液井數量增多,測(ce)試難度‼️不斷🏃變大(da)🙇‍♀️的問題,研制一種(zhǒng)可以在低流量下(xia)進行測試的流量(liàng)測井儀。在電導相(xiang)關流量測量原理(li)基礎上,對儀器傳(chuán)感器結構進行改(gǎi)進,用于低流量條(tiáo)件的測量。對截面(mian)相關流量測井儀(yí)在多相流實驗💜裝(zhuang)置進行油水兩相(xiàng)流動态模拟實驗(yan)，總結出截面電導(dao)相關流量測井儀(yi)在油水兩相流低(dī)流量❌下的響應規(gui)律。實驗數據分析(xi)表明,截面電導相(xiang)關流量測井儀在(zài)油水兩相流下的(de) 測量範圍爲10m3/d以下(xià)。
0引言
　　低産液井具(jù)有間歇出液和産(chǎn)液量低等特點,在(zài)對油❗水總量和含(han)水率的測量中，需(xu)要對傳統測量技(ji)🈚術進行更新,以适(shi)應💛低産液井的測(cè)量。電導相關流量(liang)測井儀單是針對(dui)油🔴田高含水開發(fa)期研制的應用于(yu)井下🌈油水兩相流(liu)流量測井儀,具有(yǒu)⁉️無可動部件和阻(zu)流元件5231、儀表常數(shu)穩定等優點,已經(jīng)應用于現場，并取(qǔ)得了良好的應用(yong)效果。但電導相關(guan)流量測井儀測量(liàng)低流量效果不佳(jiā),主要因爲傳感器(qì)結構并非針對低(dī)流量設計。
　　截面相(xiang)關流量計是在電(dian)導相關流量測井(jing)儀的基礎.上,對原(yuán)🐇傳感器的結構進(jin)行了優化設計,采(cǎi)用 式測量方式降(jiàng)低🥰油水相間滑脫(tuō)及相分布影響，以(yi)提高油水兩相流(liú)總流量相關測量(liàng)的有💋效性,改善在(zài)低流量範圍的測(ce)量🌈效果。在多相流(liú)模拟裝置上,本⁉️文(wén)采用油水兩相流(liu)開展室内動态實(shi)驗,研究截面♋相關(guan)流量計在低流量(liàng)(0.5~10m3/d)範圍内的響應規(guī)律,爲該儀器應用(yong)到低流量情況下(xià)的生産測井中提(ti)供借鑒🚶。
1儀器結構(gou)與工作原理
1.1傳感(gan)器結構
　　截面相關(guan)流量計儀器傳感(gǎn)器的結構如圖1所(suo)示,由下至上依次(cì)爲集流傘、傳感器(qì)及電路筒。其中,絕(jue)緣筒的内側壁上(shàng)分别鑲嵌🌈下遊地(di)電極和上遊地電(dian)極,下遊地電極和(he)上遊💁地電極💋均爲(wèi)環🈲狀金屬電極，下(xià)遊地電極與下遊(yóu)😄測量電極處于同(tong)一水平面上，形成(cheng)一對下測量電極(ji)對🙇‍♀️;上遊地電極與(yu)上遊測量📐電極處(chu)于同一㊙️水平面.上(shang),形成一對上測量(liang)電極對。
 
1.2儀器測量(liàng)原理
　　當油水兩相(xiàng)流體從傳感器内(nei)流過時,流體阻抗(kang)的随機變🌐化對💁作(zuò)用在上下遊傳感(gan)器.上的交變恒定(ding)電.流産生随機調(diao)制🙇‍♀️作用，上下遊傳(chuan)感器的輸出會随(sui)着調⛷️制作用🤞産生(shēng)相應的變化，由各(ge)自的信号處理電(diàn)路解調出随機流(liu)動噪聲❗信号x(t)和y(t)。2個(gè)🔴傳感器中的輸出(chū)信号一緻,隻是其(qí)☁️中一路信号🚩在時(shi)間上延⭐遲了τo,把2路(lu)流動💋噪聲信号進(jìn)行互相關運算，互(hù)相關函數表達式(shi)爲
 
　　當τ=τo時,Rxr(τ)取到最大(da)值1時,即x(t)和y(t)波形一(yī)緻,這個時候的τ值(zhi)就是❄️流🌈體🏃🏻從上遊(you)流至下遊對應的(de)渡越時間。在理💯想(xiang)狀态下,流速的表(biao)✉️達式爲
V=L/τo（4）
即爲所求(qiú)的時間。
　　儀器工作(zuo)時,在上下遊測量(liàng)電極加20kHz頻率的正(zhèng)弦波激勵信号,得(dé)到的噪聲信号在(zai)放大、解調及濾波(bo)後,上傳至地面相(xiang)🔞關信号處理系統(tǒng)。
　　儀器傳感器絕緣(yuán)筒内徑設計爲16mm,絕(jué)緣棒.外徑設計爲(wei)5mm,根據經驗💛，上下遊(you)電極距L選擇爲絕(jue)緣筒内徑d的0.5到2倍(bèi)爲宜,這裏🏃選取L的(de)長度爲10mm。傳感器截(jie)面積設爲S,流速v與(yu)渡越時⛱️間t成反比(bǐ)關系,通過流量Qv與(yu)流速v的關系Qv=86400vS,可得(dé)🔅到圖2所示的曲線(xian)圖👉。由圖2可以⛹🏻‍♀️看出(chū),當流量小于10m3/d,傳感(gan)器的響應比較理(lǐ)想。
 
2模拟井實驗方(fāng)案
　　實驗在多相流(liú)模拟井上完成，以(yi)柴油和水作爲實(shi)驗介質。實⛷️驗流量(liàng)選擇從0.5~10m3/d,流量點依(yi)次爲0.5.1.2.3.4、5、6.7、8、9m3/d與10m3/d,含水率選(xuan)取50%.70%、90%等3個點(因模拟(ni)井調🔅節下限的限(xiàn)制,0.5m3/d僅采集了含水(shui)率50%的數據)。每次含(han)水率或🔴者流量☂️調(diao)整後,等待模拟井(jing)筒内的油水🔴兩相(xiang)流配比穩定後🏃🏻‍♂️進(jìn)行數據記錄,記錄(lu)時間.一般爲10min。使💃用(yong)地面數據采集單(dan)元進行，上下遊2路(lu)流💋體流動噪聲信(xin)号采集及相關流(liú)速、流量的處理。
3實(shí)驗結果分析與處(chu)理
　　如圖3所示，選取(qu)流量爲5m3/d、含水率分(fèn)别爲50%與90%的上下遊(you)曲線進行💋分🔴析。從(cóng)圖3中可以看出,不(bu)同含水率下，測得(de)的上下遊曲🌍線中(zhong),對應👄響應波形的(de)時間差是相等的(de)。但🈚是低含水率下(xià)，響應頻率比較高(gāo),高含水率下，響應(yīng)頻率比較低,這就(jiu)說明，這種傳感器(qi)獲取的流量信息(xī)隻與時間有關，而(ér)與含水率的多少(shǎo)無關。
 
　　圖4爲流量爲(wei)0.5.5m3/d和10m3/d時上下遊響應(ying)相關系數與渡越(yue)時間的關系🐇圖。爲(wèi)了避免因流量增(zēng)加渡越時間縮短(duan)而引發的🏃‍♂️采樣率(lü)不足造成信息丢(diu)失,流量0.5m3/d時采樣🌈頻(pín)率爲2kHz,采樣點數爲(wèi)4096點,流量爲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼5m3/d和10m3/d時采(cǎi)樣頻率爲8kHz,采樣點(dian)數爲8192點。
　　相同時間(jiān)内，流量越大,獲取(qu)的波形頻率越高(gao)，渡越時間越短。圖(tu)4(a)中的渡越時間爲(wei)1382ms,圖4(b)中的渡越時間(jian)爲41.4ms,圖4(c)中的渡越時(shi)間爲㊙️23.9ms。
 
　　根據渡越時(shi)間與流量關系,将(jiāng)測得渡越時間換(huàn).算爲流量數據,得(de)到表1。從表1中可以(yǐ)看出，各個含水率(lü)下的測量數據與(yu)标準數據之間的(de)差别不大，含水率(lü)的影響可以♻️忽略(luè)不👄計,第1次測量數(shù)據和第2次測量數(shu)據之🚶間吻合比📞較(jiao)好。對表1中的數據(jù)進行分析,得到圖(tu)5。圖5(a)對含水率50%的各(ge)個流量數據進行(háng)了拟合,得到了拟(nǐ)合曲線和方程，在(zài)0.5~10m3/d的線性度良好，能(néng)達到0.99,圖5(b)對不同含(han)水率下的各個流(liú)量點進行重疊,可(ke)以看出在不同含(han)水率下,各個流量(liang)點的測量數據與(yǔ)複測數據吻合,具(jù)有很好的重複性(xìng)和穩定性。
 
　　根據實(shi)驗測量結果可以(yi)得出，儀器在流量(liàng)不大于10m3/d、含水❤️率20%~95%時(shí)均可以正常工作(zuo)，并且儀器受含水(shui)率影🏃🏻響不大,線性(xìng)度✨和穩定度十分(fèn)良好,測量結果具(jù)有很好的💃🏻重複性(xing),可以應用在低流(liu)量的測量環境中(zhong)。
4結論
(1)這一結構尺(chǐ)寸的截面電導相(xiang)關流量測井儀在(zài)油水兩相✊流中的(de)适用範圍爲(0.5~10)m3/d,在這(zhè)個區間内,儀器具(ju)有很好的☁️響應特(tè)性
(2)通過多次實驗(yàn)及複測,記錄數據(ju)表明,該儀器具有(you)良好的線🏃‍♂️性度、穩(wěn)定性與重複性,爲(wèi)低流量流量測🏃量(liang)提供一種新的方(fāng)法.

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